DE2852001A1 - Verfahren zum ummanteln von rotationssymmetrischen, metallischen formkoerpern - Google Patents

Verfahren zum ummanteln von rotationssymmetrischen, metallischen formkoerpern

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DE2852001A1 DE19782852001 DE2852001A DE2852001A1 DE 2852001 A1 DE2852001 A1 DE 2852001A1 DE 19782852001 DE19782852001 DE 19782852001 DE 2852001 A DE2852001 A DE 2852001A DE 2852001 A1 DE2852001 A1 DE 2852001A1
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Description

METALLGESELLSCHAFT AG 29. November 1978
Reuterweg 14 DRLA/CPA
6000 Frankfurt/M. 1 ■ .
Prov. Nr. 8371 LT
Yerfahren zum Ummanteln von rotationssymmetrischen , metallischen Fonakörpern
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Ummanteln von rotationssymmetrischen, metallischen Formkorpern mit festhaftenden Kunststoffen durch Extrusion.
Es ist bekannt, rotations symmetrische Endlosformkörper, wie Drähte oder Rohre durch Koextrusion mit Kunststoffen zu ummanteln. Dabei wird Kunststoff granulat im Extruder erschmolz zen und durch eine Ringdüse auf den zu beschichtenden Endlosforakörper als Schmelze aufgebracht. (G. Schulz, Die Kunststoffe, (1964), Seite 341} DT-OS 1915892).
Bei dieser Verfahrensweise gelingt es nicht, einen festhaftenden Tsrband zwischen der zum Kanststoffilm erkalteten Kunststoffschmelze und der Metalloberfläche zu erzielen.
Aus diesem Grunde werden Zwischenschichten aus Klebern oder auf Asphältbasis zwischen dem Kunststoffmantel und der Metalloberfläche vor der Koextrusion des Kunststoffes appliziert, um auf diese Weise die Metalloberfläche bei einer Unterwanderung des Kunststoffilms durch Wasser zu schützen.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, haftvermittelnde Zwischenschichten aus Phenolharzen unter Zusatz von Kieselsäuren anzuwenden und auf diese Polyoefinpulver aufzuschmelzen. Auf diese Weise werden heißwasserbeständige
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überzüge erhalten (BT-PS 19 06 299).
Auch ist es bekannt, die Metalloberfläche vor der Coextrusion auf elektrolytischem liege zu verzinken und die Zinlcschicht durch eina Chroaatisierung au iracunisieren. Auch durch diese MaSnahne wird allerdings kein Haftverbund zwischen dem. Kunststoff-Filia und der Metalloberfläche erzielt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Nachteile zu vermeiden, und einen Veg aufzuzeichnen, durch welchen festhaftende Kunststoffschichten durch Koestrusion erzielt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nan vor der umnantelnden Eunststoffextrusion den metallischen Formkörper ait einem wärmehärtenden Haftvermittler versieht, diesen unmittelbar vor den Extruder einbrennt und den noch heißen metallischen Formkörper mit .?:.ni eingebrannten Haftvermittler sur Kunststofftirniantelung durch den Extruder führt.
flach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verfälrirt nan so, daß man nach dem Einbrennen des Haftvermittler einen dea im Extruder erschmolzenen Kunststoff gleichartigen oder ähnlichen pulverförnigen Kunststoff, auf dem vom. Einbrennen des Haftvermittler noch heißen metallischen Formkörper in dünner Schicht aufschmilzt und anschließend den noch heißen metallischen Fonnkörper mit einer Tenpsratur, die unter dem Erstarrungspunkt des pulverförmig aufgebrachten Kunststoffes liegt, in den Extruder einführt.
Im Rahnen der Erfindung ist es besonders günstig, den gleichartigen oder ähnlichen Kunststoff, d.h. einen Kunststoff, der dem su extrudierenden Kunststoff in seinen chemischen und physikalischen Eigenschaften ähnlich lot, nit
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Hilfe eines turbulenten Luftstroms auf dem noch heißen metallischen Formkörper aufzuschmelzen und den PulverüberschuB abzusaugen. Bei Bedarf kann sodann der metallische Formkörper ein weiteres Mal erhitzt werden.
Das Verfahren und eine zweckmäßige Vorrichtung sur Durchführung dieses Verfahrens ist beschrieben worden (OS-PS 323.860).
Der pulverförmige Kunststoff kann aber auch in an sich bekannter Weise elektrostati schnauf gebracht und verschmolzen werden. Als wäraehärtender Kunststoff hat sich ein Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Vinylacetat mit IfeMalein-r säureanhydrid und niedermolekularem Epoxidharz bewährt.
Auch ein wärmehärtender Kunststoff auf Phenolharzbasis mit einem Zusatz kolloidaler Kieselsäure, wie er beispielsweise in der DT-PS 1 906 299 beschrieben ist, kann in Rahmen der Erfindung mit Erfolg angewendet werden.
Diese Kunststoffe werden zweckmäßig in an sich bekannten Lösungsmitteln, wie Ester, Ketone, aromatischen Kohlenwasserstoffen, gelöst bzw. dispergiert.
Als zu ummantelnder Kunststoff werden erfindungsgesiäß Polyolefine, insbesondere Polyäthylen, eingesetzt. Auch Mischpolymerisate dee Äthylens oder Mischpolymerisate auf Basis Vinylchlorid und/oder Vinylacetat können im Rahmen der Erfindung erfolgreich verwendet werden, wobei diese Kunststoffe auch verschiedene, an sich bekannte Zusätze enthalten können, wie Weichmacher, Pigmente und FUllnittel.
Das erfindungsgenäße Verfahren zeigt einen Weg auf, durch welchen festhaftende Kunststoffschichten durch Koextrusion eraielt werden können. Diese Kunststoffachichten können
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durch T'7arrr/assor nicht unterwandert warden, so da3 os su lcsiner Untarrostung oder Ablösung dos "iCuriststoff—Filse3 körnen kann« Brfindungsgeaäß wird Tor der !Coextrusion der zu "beschichtende rotationssysnetrische Endlosfornikörper □it einea wämehartenden (duroplastischen) Haftvermittler versehen, dieser durch Wärmebehandlung eingebrannt und der noch hei3e Endlosforokörpar unmittelbar nach, den Einbrennen des Haftvermittler zur !Coextrusion in den Extruder eingeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in den nachfolgenden Zeichnungen und Seispielen näher erläutert:
In den Figuren bedeuten:
X der zu uanaantelnde metallische Formkörper; 2 Abrollhaspel ι J5 Bad sum Aufbringen des Haf tVermittlers _4 Äbdunststrecke nit Kamin; ^ Indulctionsspulej 6 Extruder; 2 Kühlbad; 8 Aufwickelhaspel? 9 10 Strahlkabine und 1J-. Kabine zua Aufbringen des föraigen Kunststoffes durch einen turbulenten Luftstrom oder auf elektrostatische Weise.
Beispiel 1
GenäQ Fig. 1 und einen nach Dili 177 verzinktem Stahldraht 1 von 2 sä 0 auf der Haspel 2 abgerollt und kontinuierlich ;.ait einem Haftvermittler, der durch Polymerisation aus Yinylchlorid, Vinylacetat und Haieinsäureanhydrid nit niedernolekularem Epoxidhars gewonnen -wurde, und mit einen Festkörpergehalt von 35 % in einer Mischung organischer Lösungsmittel, bestehend aus Estern, Ketonen und aromatischen Kohlenwasserstoffen, gelöst ist, in 3 so behandelt, da$ eine gleichmäßige Naßfilmstärke von 30 Ey erreicht wird. Nach den Abdunsten der Lösungsmittel in einer Abdunststrecke 4 wird durch induktives Erwärmen mittels Induktionsspule 5
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des Stahldrahtes· ai.if 31^0C der Haftvermittler eingebrannt» Auf den Wege von der Induktionsspule zvm Extruder 6 kühlt der Draht bis auf 2000C wieder ab. Im Extruder 6 wird der Draht nit einem grünpigmentierten Weich-F7C mit einem K-Wert von 71,2 bei einer Temperatur von 2180C durch Coextrusion in einer Schichtstärke von 1 nm ummantelt. Nach Verlassen des Extruders wird der heiße Draht in einem Wasserbad 7 wiederum- abgekühlt und auf der Haspel 8 zu Ringen ..•of gewickelt. Der Draht durchläuft die Beschichtungs anlage mit einer Geschwindigkeit von 200 n/min*
Die Beschichtung weist eine so hohe Haftfestigkeit auf, daß sie mechanisch von dei- Metalloberfläche nicht mehr getrennt werden kann. Beim SchwitETi/asserkonstantklinatest nach DIN 50017 konnte nach 1000 Stunden keine Haftverminderung festgestellt werden, bein Salzsprühtest nach DIN 50907 war weder eine Unterrostung noch eine Haftvarminderung nach 1500 Stunden eingetreten.
Beispiel 2
Gesäß F*-5. 2 wird ein Stahlrohr 1 der Dimension 12 χ 1, ge— näß Dill 2391 in dar Fertigungsstra3e, in welcher es aus Endlosband geformt und geschweii3t wurde, einer kontinuierlichen Außenverainlomg Zugeführt. Die Herstellung des Rohres erfolgt mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min. Das so erzeugte Endlosrohr wird von der kontinuierlichen Außenversinkung nach den Abkühlen auf gleiche Vieise» wie in Beispiel 1 beschrieben, bei 3 lait Haftgrund versehen, der nach seinem Abdunsten in 4 auf induktivem Wege 5 eingebrannt wird» Anschließend wird das Rohr aur Ummantelung mit Kunststoff durch den Extruder 6 geführt, im Wasserbad 7 abgekühlt und durch eine mitlaufende Säge 9 auf gewünschte länge abgeschnitten.
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Jieispiel 3
3ei Beispiel 3 wird ein, wie bei Beispiel 2 und Fig. 2, hergestelltes Rohr mit gleicher Geschwindigkeit ait einem Haftvermittler auf Basis Phsnolhara gemäß BT-PS 1 906 239 versehen» Der Haftverroittler wird bei einer Temperatur von 340 C eingebrannt, flach den Einbrennen des Haftvermittler wird das Rohr nit einer Temperatur von 2100C in den Extruderkopf eingeführt. In diesen \?ird es mit Hochdruck-Polyäthylen alt einer Diclrce von 0,919 g/ca , einen Schraelzindex ^/-jqq von 1,2 g/10 nin und einer Schmelztemperatur von 2000C ummantelt.
E-3 wird ein gleichr.äSiger, festhaltender
in einer Schichtstärke τοη 1 nsn, der mechanisch vom Rohr
nicht aehr abgeschält v/erden kann, erzielt. Diese Beschichtung verliert ihre Haftfestigkeit nach 1000 Stunden Schtfitz wasserkonstantklinatest gea. DIN 5*001? sowie bai 1500 Stunden iis Salssprühtest nach DIM 503Q7 nicht.
Beispiel 4
Gemäß Fig. 3 werden geschiieiiite Stahlrohre nach DI?! 2440
von 60 Eun 0 und 4,0 am v/andstärks und einer Längs τοη S m kontinuierlich durch Supplungsstilclce zu einem Endlosstrang 1 miteinander verbunden.
Anschließend werden sie in eine Strahlkabine 10 geführt,
wo sie genäS Entrostun33grad 3 nach DIiI 18364 durch Strahlung xait Korund von Fett, Sunder und anderen Verunreinigungen befreit werden. Sodann werden sie bei 3 mit einem Haftvermittler auf Phenolharzbaeis gemäß DT-PS 1 906 299 in
einer Naßschichtctärke von 30 my versehen. Nach den Ahlllften der Lösungsmittel in einer Äbdunststrecke 4 werden die Rohre auf induktiven Weg 5 auf 230°C erwärmt und in eine
— 7 —
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- 7
Kabine 11, in ■welcher sie durch elektrostatisches Pulverbeschichten mit Polyäthylen nit einer Dichte von 0,940 g/cm , einen Sctaelzindex ip/1Qq von 30 g/10 min. in einer Schichtstarke τοη 80-my "beschichtet werden, zugeführt. Auf dem Wog von der Beschichtungskabine bis sub Extruder 6 ist die 80 iay starke Polyäthylen-Schicht erst durchgeschaolzen und sodann erstarrt. Das Rohr hat sich "bei Eintritt in den Sxtruderkopf "bis auf 900C"abgekühlt. Im Extruder 6 wird das Rohr sodann
mit Polyäthylen, der Dichte τοη 0,919 g/cm ,-einem Schmelzindex ^rf/igo von 1,2 g/10 min, "bei der Temperatur von 2080C in einer Sqhichtstärke von 3 sa ummantelt. Wach Durchlaufen eines /Wasserrades 7 werden die abgekühlten "beschichteten
Rohre wiederum entücuppelt.
Auf diese Art und Weise gelingt es, einen festhaftenden,
dünnwandigen Polyäthylen-Überzug auf die Rohre au erhalten. Dieser läßt sich nicht mehr mechanisch abschälen und verliert seine Haftfestigkeit beim Schwitzwasserkonstantklxmatest nach DlN 50017 über 1000 Stunden nicht. Beim Salssprühtest nach DIN 50907 konnte nach 1500 Stunden von einer verletzten Stelle her keine Unterwanderung bzw. Unterrostung
festgestellt werden.
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    1,) Verfahren sun Ummanteln von rotationssymmetrisch©!!, metallischen Fomfeörpern mit festhaftenden Kunststoffen durch Extrusion, Aaqurch gekennzeichnet , daä man vor der umantelnden Eunststoffertrusion-den netallischen Formkörper axt einem wärniehärtender* Haftvermittler versieht, diesen unmittelbar vor den Extruder einbrennt und den noch heißen metallischen Formkörper iait den eingelarannten Haftveraittler zur ICunstatoffunraantelung durch den Extruder führt.
  2. 2. Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch ^elrennseichnet t daß nan nach dea Einbrennen des Haftvamittlers einen dera in Sxtruder erschmolsensn Kunststoff gleichartigen oder ähnlichen pulverförnigen kunststoff, auf dem vom Ein~ "brennen des Haftvermittlers noch heißen metallischen Formkörper in dünner Schicht aufschmilzt und anschließend den noch heißen metallischen Formkörper mit einer Temperatur, die unter des Erstarrungspunkt de3 pulverförmig aufgebrachten Kunststoffes liegt, in den Extruder einführt.
  3. 3. !/"erfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ,gekennzeichnet, daß man den pulverföraigen Kunststoff mit Hilfe eines turbulenten Luftstrouis auf den noch heißen, metallischen Forakörper aufschallst, den Pulverüberschuß absaugt und die Oberfläche des metallischen Foriakörpers gegebenenfalls ein weiteres Hai erhitat.
    2 -
    030024/0259
  4. 4. Verfahren nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet» da3 nan den pulverförmiger Kunststoff elektrostatisch aufbringt.
  5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als wärmehärtenden Kunststoff einen Kunststoff auf Basis Vinylchlorid, Vinylacetat und Haieinsäureanhydrid mit niedermolekularem Epoxidharz aufbringt.
  6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nan als ■wärmehärtenden Kunststoff einen Kunststoff auf Basis-Phenolharz axt einea Zusatz von kolloidaler Kieselsäure aufbringt.
  7. 7. Verfahren nach einen oder mehreren dar vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, jta&urch ,gekennzeichnet, daß nan als zu uiarsantelnden Kunststoff Polyolefine einsetzt.
  8. 8. Verfahren nach einem oder stehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man als su uainantelnden Kunststoff liischpolymerisate de3 Vinylchlorids iait Vinylacetat einsetzt.
    U30024/07 59
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